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1、F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范概述
在開發(fā)高參數，大容量和高效節(jié)能環(huán)保機組中，超臨界截止閥用于高壓疏水、對空排氣和定期排污系統(tǒng)。為了解決超臨界高溫、高壓、溫差大及壓差大工況下，閥門使用周期短、易泄漏，導致能源損耗的現象，選用優(yōu)質的高溫耐熱鋼F91 為閥體材料，并在F91 的閥體上堆焊硬質合金閥座密封面，以提高閥門的整體性能和使用壽命。本文探討了在F91 閥體上堆焊閥座密封面工藝措施。*的自密封設計，壓力越高，密封越可靠。由于性能技術特性、工況的特殊使產品也形成了其他產品所替代不了的特點。高溫高壓焊接截止閥制造驗收技術條件按日本火力發(fā)電用閥門標準E101的規(guī)定。磅級電站截止閥的結構長度按E101的規(guī)定。閥體焊接坡口按ANSI B16.25的規(guī)定或按用戶提供的尺寸。閥蓋填料函嘗試合理，填料加緩蝕劑，密封可靠，開關平穩(wěn)。高溫高壓電站焊接截止閥具有上密封結構，保證閥門開啟運行時閥桿處不會外漏。

2、F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范F91 鋼的性能
電站閥門常用材料為12Cr1MoV 鋼，其使用溫度為550℃，工作壓力17MPa。在超臨界電站機組中，要求截止閥(圖1) 的使用溫度為600℃，工作壓力為21MPa，因此閥體材料選用F91 鋼。F91 鋼(Cr9Mo1V) 屬于馬氏體型耐熱鋼(表1，表2) ，鋼中主要元素有V、Cr 和Mo 等。V 在鋼中能提高鋼的室溫、中溫強度和熱強性，增加鋼在高溫下的組織穩(wěn)定性，改善低碳合金鋼的焊接性能。真空技術網認為Cr在鋼中能提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性及高溫強度。Mo在鋼中主要是提高強度并抑制鉻鋼的熱脆性傾向。F91鋼中Cr和Mo元素含量分別達到9.50%和1.05%，使其具有較大的空淬性。Cr、Mo、Mn和Ni等元素都可以顯著地提高鋼的淬硬性，在焊接過程中易產生裂紋。F91鋼在不預熱工況下焊接，其裂紋達，可焊性較差。J61Y-P54 100V、J61Y-P54 140V、J61Y-P54 170V、J61Y-P55 100V、J61Y-P55 140V、J61Y-P55 170V、 J61Y-P57 、100V、J61Y-P57 140V 、J61Y-P57 170V

F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范結構特點：

1，采用無中法蘭夾箍銷軸式，內螺紋和鍵鏈接，中法蘭螺栓連接等結構．

2，閥體，閥蓋機械加工全部在自動線上完成，具有重量輕，加工精度高等特點．

3，閥座，閥瓣密封面均彩鈷基硬質合金等離子噴焊而成，耐磨，抗擦傷性能好．

4，閥桿表面經抗蝕氮化處理．

5，可安裝在管道的任何位置上．≤ DN80介質向從下往上流（正流＂低進高出＂）
3、F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范焊接方法
在F91 閥體上堆焊的閥座密封面共分3 層。第1 層(底層) 堆焊P91，第2 層(中間層) 堆焊A302，第3 層(頂層) 堆焊D802。

F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范底層堆焊

底層堆焊P91時，由于F91 閥體可焊性較差，焊接時采用嚴格的焊前預熱、焊后熱處理等工藝措施，保證焊接質量。將整個閥體放入箱式爐里加熱，當溫度加熱至400 ～450℃ 時，保溫2 h。將直徑￠4mm 的P91 焊條在150 ～200℃ 溫度下烘培，保溫1.5 h。選用焊接電流220 A，焊接電壓25 V，控制焊接層間溫度≤300 ℃，焊層高度1 mm，堆焊密封面底層。

3.2、F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范中間層堆焊

中間層堆焊的A302 奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、抗高溫氧化性能和高溫熱強性能。A302 容易焊接，不因溫度變化發(fā)生相變，對氫脆不敏感，在焊態(tài)下有較好的塑性和韌性。但是，A302易產生焊接熱裂紋、脆化、晶間腐蝕、應力腐蝕和表面氧化等缺陷，因其導熱性能差，線膨脹系數大，所以焊接應力和焊接變形較大。為了避免焊縫枝晶粗大，以致增大偏折，應盡量采用小的熱輸入量，不預熱、降低層間溫度，不回火等。密封面底層堆焊完成的閥體冷卻后，將直徑￠4mm 的A302 焊條在150 ～200℃溫度下烘培，保溫2 h。選用焊接電流200 ～ 210A，焊接電壓22V，控制層間溫度保持在200℃ 以下，分兩層堆焊A302，每層的高度為1 mm。車平堆焊層，保證中間層厚1mm，探傷檢查密封面有無裂紋、氣孔和夾渣等缺陷。

4、F91自密封焊接式截止閥設計規(guī)范結語
采用先預熱閥體堆焊P91，然后冷焊A302，后預熱焊D802 硬質合金的方法，當介質從閥瓣下方流入時，所施加的密封力必須等于或大于密封面上所產生的必須比壓和介質向上的作用力之和。當介質從閥瓣上方流入時，所施加的密封力就等于或大于密封面上所產生的必須比壓力力和介質的作用力之差。其優(yōu)點是接觸面密合時無摩擦，由于管道應力而使密封面圓度受變形時，也不會影響密封面的性能。但是介質中的固體顆粒和沉淀物易損傷密封面。種不同材料形成閥體密封面，即解決了閥體F91材料焊接難的問題，又達到了提高閥體密封面使用壽命的目的。閥瓣密封面堆焊時，先將閥瓣預熱，預熱后直接堆焊D802，焊后進行回火處理。經過對焊后閥體進行探傷檢測，產品合格率達*，新工藝為新材料的密封面堆焊提供了保證。分析了超臨界截止閥特殊材料閥體F91 鋼的性能，介紹了通過采用特殊的閥體密封面堆焊工藝，減少了堆焊裂紋，提高了產品成品率和工作效率。